EP0712667B1 - Centrifugeuse à rotor démontable et à dispositif de blocage axial du rotor sur l'arbre d'entraínement - Google Patents

Centrifugeuse à rotor démontable et à dispositif de blocage axial du rotor sur l'arbre d'entraínement Download PDF

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EP0712667B1
EP0712667B1 EP95402605A EP95402605A EP0712667B1 EP 0712667 B1 EP0712667 B1 EP 0712667B1 EP 95402605 A EP95402605 A EP 95402605A EP 95402605 A EP95402605 A EP 95402605A EP 0712667 B1 EP0712667 B1 EP 0712667B1
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EP
European Patent Office
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rotor
drive shaft
shaft
centrifuge according
locking
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP95402605A
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German (de)
English (en)
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EP0712667A1 (fr
Inventor
Jean-Claude Letourneur
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jouan SA
Original Assignee
Jouan SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Jouan SA filed Critical Jouan SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B9/00—Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
    • B04B9/08—Arrangement or disposition of transmission gearing ; Couplings; Brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D1/108—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling
    • F16D1/116—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling the interengaging parts including a continuous or interrupted circumferential groove in the surface of one of the coupling parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B9/00—Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
    • B04B9/08—Arrangement or disposition of transmission gearing ; Couplings; Brakes
    • B04B2009/085—Locking means between drive shaft and rotor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/59—Manually releaseable latch type
    • Y10T403/599—Spring biased manipulator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/60—Biased catch or latch
    • Y10T403/602—Biased catch or latch by separate spring

Definitions

  • the present invention relates to a centrifuge of the type comprising a drive shaft, a mounted rotor removable on said shaft, as well as a device for ensure the drive and the axial locking of the rotor on the drive shaft.
  • This blocking device includes an elastically stressed male element, likely to engage in a female element such as a retaining recess.
  • centrifuge of this type in which the locking device ensures effective axial locking of the rotor on the drive shaft only when the rotor rotates at high speed.
  • This device consists of a tongue mounted movable in an enlarged end of the drive shaft, biased by a spring and likely to engage in a groove in the rotor. When rotating the rotor at high speed, the centrifugal force applied to the tab maintains this last pressed against the throat, which provides a blockage effective axial of the rotor.
  • the gorge is shallow and the tongue has a rounded profile, so that at stop, the rotor can be removed.
  • this known embodiment does not guarantee not sufficient operational safety for centrifuges fitted with them.
  • the object of the invention is firstly to remedy these disadvantages.
  • It also aims to propose a blocking device rotor whose positioning in the engaged position produces a audible signal of sufficient amplitude for the operator be informed that the device has been properly engaged during mounting the rotor on the drive shaft. Control visual is also ensured that the end of the drive shaft is visible when the rotor is Locked.
  • the male and female can be designed with a sufficiently profile deep and of a course such as the engagement of one in the other provides effective locking even when the rotor is at a standstill.
  • This can, for example, be done by giving the male element and the female element a profile rectangular so that when the male element is engaged in the female element, an axial blocking is obtained solid of the rotor relative to the drive shaft, block that cannot be removed by applying on the rotor a force directed in the direction of disassembly of this last from the drive tree.
  • the male element and the female element can be made with a depth profile sufficient for it to occur, by the time the rotor reaches its mounting position, a click is sufficient beep to inform the operator that the lock has been successfully been engaged.
  • the blocking device is advantageously constituted according to the invention, by means of a piece of locking mounted integral with the rotor, movable between a locked position and an unlocked position, resiliently biased towards its locked position, and forming both a bolt to cooperate with a recess retainer for the drive shaft and a maneuver actuable from outside the rotor, allowing, by mechanical stress on said organ, to move said locking piece to against its elastic solicitation to bring the bolt in its position clear of the recess.
  • the blocking device is constructed in the way next :
  • the locking piece is designed to comprise, on the one hand, a basic part which is guided in a slide and which forms the bolt and, on the other hand, an extension part forming the operating member.
  • the slide is formed in a lock body which is housed and locked axially in an axial recess of the rotor.
  • the body bolt is also used to make the coupling in rotation of the rotor with the drive shaft.
  • the lock body comprises a generally shaped part annular, called drive ring, which is provided with a profile recess crossed, in the mounting position of the rotor, by a part of the drive shaft having a cross section of corresponding shape.
  • the construction of the rotor is considerably simplified since the blockage is not built into the material of the rotor but it is simply attached to the rotor, the latter should only have an axial recess designed and dimensioned so that it can receive, preferably without play, the lock body fitted with the locking.
  • the axial locking of the lock body can be carried out very simply, for example by means of a circlips.
  • the slide includes a groove in the face upper of said drive ring.
  • the body of lock further comprises an auxiliary part housed in the recess of the rotor, and applied to said face provided a groove in the drive ring, so that serve as a member for holding the locking piece in said groove and thus complete the constitution of the slide receiving the base part of the part locking.
  • the basic part of the piece of lock has an opening, part of the edge forms said bolt, this opening being in the position of mounting the rotor, crossed by the drive shaft.
  • the rotor comprises a grip handle, and the operating member, in the locked position of the locking piece, is disposed near said handle although there remains between these two elements a sufficient clearance to allow a operator grabbing said handle with one hand, exercising by means of the same hand an action on said organ of operation for moving the locking piece to its unlocked position.
  • the rotor handle is replaced by a guide wall for an unlocking key, and the locking is arranged relative to said wall of so that the operating member, in the locked position of the locking piece, is positioned close to said guide wall although it remains between these two elements sufficient clearance to allow to said key sliding along said guide wall to exert an action on said operating member allowing the locking piece to be moved into its unlocked position.
  • the centrifuge comprises a rotor 1 comprising housings 2 for ampoules or other containers intended for contain products to be centrifuged. She understands also a shaft 3 for the rotational drive of the rotor 1.
  • the shaft 3 is cylindrical in cross section circular. It is provided, in an area near its free end, of two symmetrical flats 3a giving to its cross section at this point a shape substantially rectangular (see Figure 1a). Tree 3 presents a conical free end ending in point shape 3b. The roles of the flats 3a and the conical end 3b will be explained later.
  • the locking device 6 comprises a piece of locking 7 mounted integral with rotor 1, movable between a locked position and an unlocked position.
  • the locking piece 7 is resiliently biased towards its position locked by a compression spring 8 bearing on the wall of part 4a of the counterbore 4, and engaged in a housing 9 of the room lock 7.
  • the locking piece 7 forms both a bolt 10 intended to cooperate with a retaining groove 11 of the shaft drive 5, and an operating finger 12 can be operated from outside the rotor.
  • the bolt 10 and the retaining recess 11 all have two a rectangular section profile having a sufficient depth so that when rotor 1 reaches its mounting position as shown in the Figures 5 and 6, the introduction of the bolt 10 in the recess 11 causes a sufficient audible click to inform the operator of the correct device engagement locking.
  • the locking piece 7 comprises, on the one hand, a base part 7a of substantially planar shape, of thickness very slightly less than the throat height of retainer 11 of shaft 3, and provided with an opening circular 7b and, on the other hand, an extension part extending substantially perpendicular to the plane of the base part 7a, forming the operating finger 12.
  • the opening 7b of the base part 7a has a diameter substantially equal to that of the shaft 3.
  • the bolt 10 consists of an edge portion of said opening 7b.
  • the base part 7a is guided in a slide transverse to the axis 5 of the rotor 1.
  • This slide is formed by a rectangular section groove 13 which is provided in the upper face of a shaped part general annular 14 housed in the larger part diameter 4a of the bore 4 of the rotor.
  • part ring 14 is used to make the coupling in rotation of the rotor 1 with the drive shaft 3, and will be referred to below training ring.
  • the ring 14 is arranged in the rotor so as to be integral in rotation with this last and secondly it has an opening generally rectangular straight section 15 dimensioned to receive substantially no play lateral an end portion provided with flats 3a of the shaft 3.
  • the latter is provided with two lugs 16 which fit into housings (not shown) formed in the wall of the bore 4 of the rotor.
  • An auxiliary tube-shaped part open to both ends 17 completes the constitution of the device blocking of the rotor 1.
  • This part 17 is applied, by its lower end 17a, on the face provided with the groove 13 of the drive ring 14.
  • the part 17 therefore plays this makes the role of organ of maintenance of the piece of locking 7 in the groove 13; so it completes the constitution of the mounting slide for the workpiece lock 7.
  • a circlip 18 axially blocks the elements 14, 7 and 17a housed in the recess 4a of the rotor 1.
  • the auxiliary part 17 constitutes by its upper end 17b a handle for gripping the rotor 1.
  • the operating finger 12 in locked position of the locking piece 7, is disposed near said handle 17b although it between these two elements remains a clearance space sufficient to allow an operator entering a hand said handle 17b, to exercise by means of the same hand an action on said operating finger 12 making it possible to move the locking piece 7 to its position unlocked (see Figure 7).
  • the rotor 1 is mounted on the shaft 3 in inserting the latter in the lower section 4b of the axial bore 4 of the rotor 1.
  • the upper end 3b of the shaft 3 being conical, this reaching the locking device 6 will push the locking piece 7 to put it in the unlocked position.
  • the shaft 3 is designed and sized to such that, in the mounting position of the rotor 1, its tapered tip end 3b protrudes from the workpiece auxiliary 17, this overshoot providing the operator the information that the axial locking of rotor 1 is correct realized.
  • Figures 8 and 9 differs from that of FIGS. 1, 5 and 6 by the fact that the part auxiliary 17 formed by its upper end not a handle, but a guide tube 170 for a tool tubular 19 used to control the unlocking of the rotor locking device 1.
  • This embodiment is applied in particular to cases where the rotor is fitted with a waterproof cover which does not allow not the provision of a handle on the upper side of the rotor.
  • the locking piece 7 is arranged relative to the guide tube 170 so that the finger operation 12, in the locked position of the workpiece lock 7, or positioned near said tube guidance although there remains between these two elements a sufficient clearance to allow said tool tubular sliding along said guide tube to exert an action on said operating finger allowing the locking piece to be moved into its unlocked position as explained below.
  • the tubular tool 19 is dimensioned so as to fit exactly on the guide tube 170.
  • the operating finger 12 has one end free 12a in the form of a bevel.
  • the tool tubular 19 has a beveled wall edge 19a.
  • Tool 19 keeps itself in the active position unlocking on the guide tube 170, the operator has both hands to remove rotor 1 from tree 3.
  • centrifuge has a safety device prohibiting the start of rotor rotation if the cover is not closed on the rotor, just dimension the axial length of the tool 19 so that so that the lid cannot be closed when this tool is mounted on the tube 170, to benefit from a total operational safety.
  • these elements are specially designed to perform a function additional guidance allowing that when the insertion of the shaft 3 into the axial bore 4 of the rotor 1, the latter cannot remain locked axially and in balance on the upper end of the tree 3 but either have to pivot automatically about its axis 5 and to descend until it reaches its position of mounting, regardless of the angular position of rotor departure.
  • the tree 30 shown in Figures 10, 10a and 11 differs from that shown in Figures 1 and 5 to 7 by what, on the one hand, its free end is delimited by a double bevel forming an upper edge 30b and two inclined surfaces 30c symmetrical to each other by relative to an axial plane 30d of the shaft and, on the other hand, the flats are replaced by two longitudinal grooves 31 and diametrically opposite symmetrical to each other compared to plane 30d.
  • the grooves 31 have a rectangular cross section and they each extend to the lower end of the inclined surface 30c adjacent.
  • the drive ring 140 shown in the figures 12 to 14 differs from that of FIGS. 2 and 3 in the form of its central opening 150 which is no longer rectangular but circular in shape bounded by two ribs 32 diametrically opposite from each other, extending parallel to the axis of the ring 140, and projecting on the inner wall of the central opening 150 of said ring 140.
  • the ribs 32 are of section rectangular, and they are arranged and sized to so that each can be adjusted substantially without play transverse in a corresponding groove 31 of the shaft 30.
  • the straight section of the opening 150 provided with ribs 32 is sized to accommodate substantially without transverse play the cross section of the part of the shaft 30 provided with grooves 31.
  • the ribs 32 are housed in the grooves 31 and thus form keys rotationally secured to rotor 1 relative to the shaft training 30.
  • each rib 32 has one end lower doubly bevelled forming an edge bottom 32a and two symmetrical inclined surfaces one on the other 32b.
  • the rotor 1 does can never balance on tree 30 when the beveled end of the latter reaches the level of the ring 140.
  • the drive ring 140 is advantageously made of a material more fragile than the material constituting the shaft 30, for example in material plastic, so that if the rotation of rotor 1 or in the event of other incidents mechanical, the two ribs forming keys 32 are shear without damaging the motor shaft 30.

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Description

La présente invention concerne une centrifugeuse du type comportant un arbre d'entraínement, un rotor monté démontable sur ledit arbre, ainsi qu'un dispositif pour assurer l'entraínement ainsi que le blocage axial du rotor sur l'arbre d'entraínement. Ce dispositif de blocage comprend un élément mâle sollicité élastiquement, susceptible de s'engager dans un élément femelle tel qu'un évidement de retenue.
On connaít une centrifugeuse de ce type dans laquelle le dispositif de blocage n'assure un blocage axial effectif du rotor sur l'arbre d'entraínement que lorsque le rotor tourne à grande vitesse. Ce dispositif est constitué d'une languette montée mobile dans une extrémité élargie de l'arbre d'entraínement, sollicitée par un ressort et susceptible de s'engager dans une gorge ménagée dans le rotor. Lors de la rotation à grande vitesse du rotor, la force centrifuge appliquée sur la languette maintient cette dernière collée contre la gorge, ce qui procure un blocage axial efficace du rotor.
Toutefois, la gorge est de faible profondeur et la languette présente un profil arrondi, de sorte que, à l'arrêt, on puisse démonter le rotor.
En conséquence, à des vitesses de rotation faibles, voire moyennes, du rotor, le blocage axial de ce dernier demeure donc aléatoire, ce qui engendre un risque non négligeable d'accident dû à un détachement fortuit du rotor en cours de fonctionnement de la centrifugeuse.
Il en résulte que cette réalisation connue ne garantit pas une sécurité de fonctionnement suffisante pour les centrifugeuses qui en sont équipées.
En outre, dans le dispositif de blocage de cette réalisation connue, en raison de la faible profondeur de la gorge de retenue, lorsque l'on monte le rotor sur l'arbre, l'engagement de la languette dans la gorge ne présente pas un caractère suffisamment franc pour engendrer un déclic suffisamment net et sonore pour informer l'opérateur que cet engagement a bien eu lieu dans des conditions satisfaisantes, de sorte qu'il subsiste le risque que l'opérateur déclenche la mise en rotation et la montée en vitesse du rotor, alors que la mise en position enclenchée du dispositif de blocage n'a pas eu lieu. Ceci augmente encore les risques d'accident par détachement fortuit du rotor.
Par ailleurs, la construction de cette centrifugeuse connue est compliquée puisqu'elle nécessite la réalisation, à l'extrémité de l'arbre d'entraínement, d'une partie élargie pour permettre le montage de la languette.
On connaít, par les documents DE-A-2 722 322 et WO-83/04379, des systèmes d'accouplement pour un blocage axial du rotor sur l'arbre et munis de moyens de blocage axial déverouillables depuis l'extérieur. DE-A-2 722 322 prévoit également un blocage en rotation du rotor sur l'arbre par engagement de rainures et nervures axiales. Ces dispositifs demandent, cependant, à l'opérateur, des manoeuvres précises, faute de quoi les blocages peuvent ne pas être assurés, avec toutes les conséquences qui peuvent en découler lors de la mise en rotation de la centrifugeuse.
L'invention a d'abord pour but de remédier à ces inconvénients.
Elle vise en outre à proposer une centrifugeuse à rotor démontable, qui soit équipée d'un dispositif capable d'assurer un blocage axial efficace et sûr du rotor même lorsque ce dernier tourne à faible vitesse.
Elle vise également à proposer un dispositif de blocage de rotor dont la mise en position enclenchée produise un signal sonore d'amplitude suffisante pour que l'opérateur soit informé du bon enclenchement du dispositif lors du montage du rotor sur l'arbre d'entraínement. Un contrôle visuel est également assuré du fait que l'extrémité de l'arbre d'entraínement est visible lorsque le rotor est verrouillé.
Ces buts sont atteints, conformément à l'invention, du fait que l'élément mâle du dispositif de blocage est monté sur le rotor et que sont prévus des moyens de déverrouillage actionnables depuis l'extérieur du rotor, permettant à l'opérateur de mettre ledit élément mâle en position dégagée de l'évidement de retenue et que l'extrémité libre de l'arbre d'entraínement présente des moyens de guidage coopérant avec des moyens complémentaires solidaires du rotor pour amener le rotor lors de l'engagement de l'arbre dans le rotor à pivoter autour de son axe depuis n'importe quelle position angulaire de départ et à descendre le long de l'arbre jusque dans une position dans laquelle ledit rotor est solidarisé en rotation avec l'arbre et ledit élément mâle est repoussé élastiquement dans l'élément femelle pour assurer un blocage axial du rotor.
Grâce a la présence de ces moyens de déverrouillage actionnables depuis l'extérieur, les éléments mâle et femelle peuvent être conçus avec un profil suffisamment profond et d'un tracé tel que l'engagement de l'un dans l'autre procure un blocage efficace même lorsque le rotor est à l'arrêt. Ceci peut, par exemple, être réalisé en donnant à l'élément mâle et à l'élément femelle un profil rectangulaire de sorte que, lorsque l'élément mâle est engagé dans l'élément femelle, on obtient un blocage axial solide du rotor par rapport à l'arbre d'entraínement, blocage que l'on ne peut supprimer en appliquant sur le rotor une force dirigée dans le sens du démontage de ce dernier à partir de l'arbre d'entraínement.
Il en résulte un accroissement de la sécurité de fonctionnement de la centrifugeuse.
Par ailleurs, l'élément mâle et l'élément femelle peuvent être réalisés avec un profil de profondeur suffisante pour qu'il se produise, au moment où le rotor atteint sa position de montage, un déclic suffisamment sonore pour informer l'opérateur que le verrouillage a bien été enclenché.
En outre, le dispositif de blocage selon l'invention étant monté sur le rotor, la construction de l'arbre d'entraínement est simplifiée.
On constitue avantageusement le dispositif de blocage conforme à l'invention, au moyen d'une pièce de verrouillage montée solidaire du rotor, mobile entre une position verrouillée et une position déverrouillée, sollicitée élastiquement vers sa position verrouillée, et formant à la fois un pêne pour coopérer avec un évidement de retenue de l'arbre d'entraínement et un organe de manoeuvre actionnable depuis l'extérieur du rotor, permettant, par une sollicitation mécanique sur ledit organe, de déplacer ladite pièce de verrouillage à l'encontre de sa sollicitation élastique pour amener le pêne dans sa position dégagée de l'évidement.
Selon un mode de réalisation actuellement préféré, le dispositif de blocage est construit de la manière suivante :
La pièce de verrouillage est conçue de manière à comporter, d'une part, une partie de base qui est guidée dans une glissière et qui forme le pêne et, d'autre part, une partie de prolongement formant l'organe de manoeuvre.
La glissière est ménagée dans un corps de verrou qui est logé et bloqué axialement dans un évidement axial du rotor.
Toujours selon ce mode de réalisation préféré, le corps de verrou sert en outre à réaliser l'accouplement en rotation du rotor avec l'arbre d'entraínement. A cet effet, le corps de verrou comprend une pièce de forme générale annulaire, dite bague d'entraínement, qui est munie d'un évidement profilé traversé, en position de montage du rotor, par une partie de l'arbre d'entraínement ayant une section droite de forme correspondante.
Grâce à cette réalisation, la construction du rotor est considérablement simplifiée puisque le dispositif de blocage n'est pas construit dans la matière-même du rotor mais qu'il est simplement rapporté sur le rotor, ce dernier ne devant comporter qu'un évidement axial conçu et dimensionné de manière à pouvoir recevoir, de préférence sans jeu, le corps de verrou muni de la pièce de verrouillage. Le blocage axial du corps de verrou peut être réalisé très simplement, par exemple au moyen d'un circlips.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la glissière comprend une rainure ménagée dans la face supérieure de ladite bague d'entraínement. Le corps de verrou comporte de plus une pièce auxiliaire logée dans l'évidement du rotor, et appliquée sur ladite face munie d'une rainure de la bague d'entraínement, de manière à servir d'organe de maintien de la pièce de verrouillage dans ladite rainure et compléter ainsi la constitution de la glissière recevant la partie de base de la pièce de verrouillage.
Il est avantageux de concevoir la pièce de verrouillage et de l'agencer dans le corps de verrou de façon que son centre de masse soit, en position verrouillée de cette pièce, décalé par rapport à l'axe du rotor dans le sens de la sollicitation élastique de cette dernière.
De cette manière, la force centrifuge qui se développe dans la pièce de verrouillage lorsque le rotor tourne à grande vitesse, vient en renfort de la sollicitation élastique agissant en permanence sur cette pièce, et constitue le moyen essentiel du maintien du pêne dans l'évidement de retenue de l'arbre d'entraínement. On accroít ainsi encore plus la sécurité de fonctionnement de la centrifugeuse.
Avantageusement, la partie de base de la pièce de verrouillage présente une ouverture dont une partie du bord forme ledit pêne, cette ouverture étant, en position de montage du rotor, traversée par l'arbre d'entraínement.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le rotor comporte une poignée de préhension, et l'organe de manoeuvre, en position verrouillée de la pièce de verrouillage, est disposé à proximité de ladite poignée bien qu'il subsiste entre ces deux éléments un espace de débattement suffisant pour permettre à un opérateur saisissant d'une main ladite poignée, d'exercer au moyen de la même main une action sur ledit organe de manoeuvre permettant de déplacer la pièce de verrouillage jusque dans sa position déverrouillée.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la poignée du rotor est remplacée par une paroi de guidage pour une clef de déverrouillage, et la pièce de verrouillage est agencée par rapport à ladite paroi de façon que l'organe de manoeuvre, en position verrouillée de la pièce de verrouillage, est positionné à proximité de ladite paroi de guidage bien qu'il subsiste entre ces deux éléments un espace de débattement suffisant pour permettre à ladite clef coulissant le long de ladite paroi de guidage d'exercer une action sur ledit organe de manoeuvre permettant de déplacer la pièce de verrouillage jusque dans sa position déverrouillée.
Il est avantageux de constituer ladite poignée, ou ladite paroi de guidage, par une prolongation vers le haut de ladite pièce auxiliaire servant à constituer avec la pièce d'accouplement, la glissière de montage de la pièce de verrouillage.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
  • la figure 1 est une vue schématique en élévation et en coupe verticale montrant un rotor muni de son dispositif de blocage, et disposé en alignement et au-dessus de son arbre d'entraínement ;
  • la figure 1a est une section droite de l'arbre d'entraínement, prise suivant le plan A-A de la figure 1, selon un mode de réalisation de l'invention ;
  • la figure 2 est une vue en plan après rotation de 90° de la bague d'entraínement du dispositif de blocage de rotor représenté sur la figure 1 ;
  • la figure 3 est une coupe verticale suivant le plan III-III de la figure 2 ;
  • la figure 4 est une vue en plan de la pièce de verrouillage du dispositif de blocage de rotor représenté sur la figure 1 ;
  • la figure 5 est une vue schématique partielle en élévation et en coupe verticale montrant le rotor de la figure 1 en position de montage sur son arbre d'entraínement, son dispositif de blocage étant en position verrouillée ;
  • la figure 5a est une vue schématique partielle en coupe horizontale selon le plan V-V de la figure 5 ;
  • la figure 6 est une vue analogue à la figure 5, montrant le dispositif de blocage du rotor en position déverrouillée ;
  • la figure 6a est une vue schématique partielle en coupe horizontale selon le plan VI-VI de la figure 6 ;
  • la figure 7 est une vue identique à la figure 6 et à plus petite échelle comportant en outre la silhouette d'une main saisissant la poignée du rotor et mettant simultanément le dispositif de blocage en position déverrouillée ;
  • la figure 8 est une vue analogue aux figures 5 et 6, montrant un deuxième mode de réalisation du dispositif de blocage de rotor selon l'invention ;
  • la figure 9 est une vue identique à la figure 8 et à plus petite échelle, montrant l'outil de déverrouillage en position active ;
  • la figure 10 est une vue en élévation d'une réalisation de l'arbre d'entraínement selon l'invention faisant apparaítre des moyens de guidage en rotation ;
  • la figure 10a est une section droite de l'arbre d'entraínement, prise suivant le plan A-A de la figure 10 ;
  • la figure 11 est une vue de côté en élévation de l'arbre d'entraínement représenté sur la figure 10 ;
  • la figure 12 est une vue analogue à la figure 2, représentant un deuxième mode de réalisation de la bague d'entraínement de la centrifugeuse, correspondant au mode de réalisation de l'arbre d'entraínement représenté sur la figure 10;
  • la figure 13 est une vue en élévation et en coupe verticale suivant le plan XIII-XIII de la figure 12 ; et
  • la figure 14 est une vue en élévation et en coupe verticale suivant le plan XIV-XIV de la figure 12.
Sur les différentes figures, les éléments identiques ou analogues sont désignés par les mêmes références.
Selon l'exemple représenté sur la figure 1, la centrifugeuse comprend un rotor 1 comportant des logements 2 pour des ampoules ou autres récipients destinés à contenir des produits à centrifuger. Elle comprend également un arbre 3 pour l'entraínement en rotation du rotor 1. L'arbre 3 est de forme cylindrique à section circulaire. Il est muni, dans une zone voisinant son extrémité libre, de deux méplats symétriques 3a donnant à sa section droite à cet endroit une forme sensiblement rectangulaire (voir figure 1a). L'arbre 3 présente une extrémité libre conique se terminant en forme de pointe 3b. Les rôles des méplats 3a et de l'extrémité conique 3b seront expliqués plus loin.
Un perçage vertical en forme générale de contre-alésage 4 est ménagé dans le rotor 1 coaxialement à son axe 5. Ce perçage est destiné à recevoir l'arbre d'entraínement 3. La partie de plus forte section 4a du contre-alésage 4 est tournée vers le haut et elle reçoit un dispositif de blocage 6 qui est décrit en détail ci-après. La partie de plus faible section 4b du perçage 4 est destinée à recevoir l'arbre 3.
Le dispositif de blocage 6 comprend une pièce de verrouillage 7 montée solidaire du rotor 1, mobile entre une position verrouillée et une position déverrouillée. La pièce de verrouillage 7 est sollicitée élastiquement vers sa position verrouillée par un ressort de compression 8 prenant appui sur la paroi de la partie 4a du contre-alésage 4, et engagé dans un logement 9 de la pièce de verrouillage 7.
La pièce de verrouillage 7 forme à la fois un pêne 10 destiné à coopérer avec une gorge de retenue 11 de l'arbre d'entraínement 5, et un doigt de manoeuvre 12 pouvant être actionné depuis l'extérieur du rotor.
Le pêne 10 et l'évidement de retenue 11 présentent tous deux un profil de section rectangulaire ayant une profondeur suffisante pour que, lorsque le rotor 1 atteint sa position de montage telle que représentée sur les figures 5 et 6, l'introduction du pêne 10 dans l'évidement 11 provoque un déclic sonore suffisant pour informer l'opérateur du bon enclenchement de dispositif de verrouillage.
La pièce de verrouillage 7 comporte, d'une part, une partie de base 7a de forme sensiblement plane, d'épaisseur très légèrement inférieure à la hauteur de la gorge de retenue 11 de l'arbre 3, et munie d'une ouverture circulaire 7b et, d'autre part, une partie de prolongement s'étendant sensiblement perpendiculairement au plan de la partie de base 7a, formant le doigt de manoeuvre 12.
L'ouverture 7b de la partie de base 7a présente un diamètre sensiblement égal à celui de l'arbre 3. Le pêne 10 est constitué par une partie de bord de ladite ouverture 7b.
La partie de base 7a est guidée dans une glissière transversale à l'axe 5 du rotor 1. Cette glissière est constituée par une rainure à section rectangulaire 13 qui est ménagée dans la face supérieure d'une pièce de forme générale annulaire 14 logée dans la partie de plus grand diamètre 4a du perçage 4 du rotor.
Outre son rôle de corps de glissière, la pièce annulaire 14 sert à réaliser l'accouplement en rotation du rotor 1 avec l'arbre d'entraínement 3, et sera dénommée ci-après bague d'entraínement.
A cet effet d'une part, la bague 14 est agencée dans le rotor de manière à être solidaire en rotation avec ce dernier et d'autre part, elle est munie d'une ouverture centrale de section droite de forme générale rectangulaire 15 dimensionnée de manière à recevoir sensiblement sans jeu latéral une partie d'extrémité munie de méplats 3a de l'arbre 3. Pour obtenir la solidarisation en rotation de la bague 14 avec le rotor 1, cette dernière est munie de deux ergots 16 qui s'encastrent dans des logements (non représentés) ménagés dans la paroi du perçage 4 du rotor.
Une pièce auxiliaire en forme de tube ouvert aux deux extrémités 17 complète la constitution du dispositif de blocage du rotor 1. Cette pièce 17 est appliquée, par son extrémité inférieure 17a, sur la face munie de la rainure 13 de la bague d'entraínement 14. La pièce 17 joue donc de ce fait le rôle d'organe de maintien de la pièce de verrouillage 7 dans la rainure 13 ; elle complète donc la constitution de la glissière de montage de la pièce de verrouillage 7.
Un circlips 18 bloque axialement les éléments 14, 7 et 17a logés dans l'évidement 4a du rotor 1.
Il est avantageux de concevoir la pièce de verrouillage 7 et de l'agencer dans le corps de verrou 14, 17 de façon que son centre de masse soit, en position verrouillée de ladite pièce 7, décalé par rapport à l'axe 5 du rotor 1 dans le sens de la sollicitation élastique du ressort 8.
De cette manière, la force centrifuge qui se développe dans la pièce de verrouillage 7 lorsque le rotor 1 tourne à grande vitesse, vient assurer le maintien du pêne 10 dans la gorge de retenue 11 de l'arbre d'entraínement 3, la sollicitation élastique du ressort 8 agissant aussi en permanence sur cette pièce. On accroít ainsi encore plus la sécurité de fonctionnement de la centrifugeuse.
Selon le mode de réalisation des figures 1, 5 et 6, la pièce auxiliaire 17 constitue par son extrémité supérieure 17b une poignée de préhension du rotor 1. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 5, le doigt de manoeuvre 12, en position verrouillée de la pièce de verrouillage 7, est disposé à proximité de ladite poignée 17b bien qu'il subsiste entre ces deux éléments un espace de débattement suffisant pour permettre à un opérateur saisissant d'une main ladite poignée 17b, d'exercer au moyen de la même main une action sur ledit doigt de manoeuvre 12 permettant de déplacer la pièce de verrouillage 7 jusque dans sa position déverrouillée (voir figure 7).
Le montage du rotor 1 sur l'arbre 3 est effectué en insérant ce dernier dans la partie de plus faible section 4b du perçage axial 4 du rotor 1. L'extrémité supérieure 3b de l'arbre 3 étant conique, celle-ci en atteignant le dispositif de blocage 6 va pousser la pièce de verrouillage 7 pour la mettre en position déverrouillée.
Lorsque la pièce 7 arrive en face de la gorge 11 de l'arbre 3, elle est déplacée vers la droite par le ressort 8, le pêne 10 venant se loger dans ladite gorge 11 assurant ainsi l'immobilisation axiale du rotor 1. L'engagement du pêne 10 dans la gorge 11 produit un déclic suffisamment sonore pour informer l'opérateur que le verrouillage axial du rotor 1 sur l'arbre 3 a bien été déclenché.
Par ailleurs, l'arbre 3 est conçu et dimensionné de telle sorte que, en position de montage du rotor 1, son extrémité en forme de pointe conique 3b dépasse de la pièce auxiliaire 17, ce dépassement fournissant à l'opérateur l'information que le verrouillage axial du rotor 1 est bien réalisé.
Pour enlever le rotor 1 il suffit, comme cela est montré sur la figure 7, de pousser sur le doigt 12 pour désengager le pêne 10 de la gorge 11, et de tirer vers le haut la poignée 17b pour sortir le rotor 1.
Le mode de réalisation des figures 8 et 9 diffère de celui des figures 1, 5 et 6 par le fait que la pièce auxiliaire 17 forme par son extrémité supérieure non pas une poignée, mais un tube de guidage 170 pour un outil tubulaire 19 servant à commander le déverrouillage du dispositif de blocage du rotor 1.
Ce mode de réalisation est appliqué notamment aux cas où le rotor est muni d'un couvercle étanche ne permettant pas la disposition d'une poignée sur la face supérieure du rotor.
Ici également, la pièce de verrouillage 7 est agencée par rapport au tube de guidage 170 de façon que le doigt de manoeuvre 12, en position verrouillée de la pièce de verrouillage 7, soit positionné à proximité dudit tube de guidage bien qu'il subsiste entre ces deux éléments un espace de débattement suffisant pour permettre audit outil tubulaire coulissant le long dudit tube de guidage d'exercer une action sur ledit doigt de manoeuvre permettant de déplacer la pièce de verrouillage jusque dans sa position déverrouillée comme cela est expliqué ci-après.
L'outil tubulaire 19 est dimensionné de manière à s'ajuster exactement sur le tube de guidage 170. En outre, on note que le doigt de manoeuvre 12 présente une extrémité libre 12a en forme de biseau. Par ailleurs, l'outil tubulaire 19 présente un bord de paroi biseauté 19a.
Ainsi, comme on peut le voir sur la figure 9, l'enfoncement de l'outil 19 sur le tube 170 provoque un déplacement vers la gauche de la pièce de verrouillage 7 jusqu'à sa mise en position déverrouillée.
L'outil 19 se maintenant de lui-même en position active de déverrouillage sur le tube de guidage 170, l'opérateur dispose de ses deux mains pour retirer le rotor 1 de l'arbre 3.
Si la centrifugeuse possède un dispositif de sécurité interdisant le démarrage de la rotation du rotor si le couvercle n'est pas fermé sur le rotor, il suffira de dimensionner la longueur axiale de l'outil 19 de telle sorte que l'on ne puisse pas fermer le couvercle lorsque cet outil est monté sur le tube 170, pour bénéficier d'une sécurité totale de fonctionnement.
On va maintenant décrire, en référence aux figures 10 à 14, un exemple des moyens de guidage pour la mise en place assurant un blocage automatique en toute circonstance. Selon ce mode de réalisation, ces éléments sont spécialement conçus de manière à assurer une fonction supplémentaire de guidage permettant que, lors de l'insertion de l'arbre 3 dans le perçage axial 4 du rotor 1, ce dernier ne puisse pas rester bloqué axialement et en équilibre sur l'extrémité supérieure de l'arbre 3, mais soit amené à pivoter automatiquement autour de son axe 5 et à descendre jusqu'à ce qu'il atteigne sa position de montage, et ce, quelle que soit la position angulaire de départ du rotor.
L'arbre 30 représenté sur les figures 10, 10a et 11 diffère de celui représenté sur les figures 1 et 5 à 7 en ce que, d'une part, son extrémité libre est délimitée par un double biseau formant une arête supérieure 30b et deux surfaces inclinées 30c symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan axial 30d de l'arbre et, d'autre part, les méplats sont remplacés par deux rainures longitudinales 31 et diamétralement opposées symétriques l'une de l'autre par rapport au plan 30d. Les rainures 31 présentent une section droite rectangulaire et elles s'étendent chacune jusqu'à l'extrémité inférieure de la surface inclinée 30c adjacente.
La bague d'entraínement 140 représentée sur les figures 12 à 14 diffère de celle des figures 2 et 3 par la forme de son ouverture centrale 150 qui n'est plus rectangulaire mais de forme circulaire délimitée par deux nervures 32 diamétralement opposées l'une de l'autre, s'étendant parallèlement à l'axe de la bague 140, et faisant saillie sur la paroi intérieure de l'ouverture centrale 150 de ladite bague 140. Les nervures 32 sont de section rectangulaire, et elles sont disposées et dimensionnées de manière à pouvoir chacune s'ajuster sensiblement sans jeu transversal dans une rainure 31 correspondante de l'arbre 30.
La section droite de l'ouverture 150 munie des nervures 32 est dimensionnée de manière à pouvoir recevoir sensiblement sans jeu transversal la section droite de la partie de l'arbre 30 munie des rainures 31.
En position de montage du rotor 1, les nervures 32 sont logées dans les rainures 31 et forment ainsi clavettes de solidarisation en rotation du rotor 1 par rapport à l'arbre d'entraínement 30.
Comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 14, chaque nervure 32 présente une extrémité inférieure doublement biseautée formant une arête inférieure 32a et deux surfaces inclinées symétriques l'une de l'autre 32b.
Grâce à la configuration qui vient d'être décrite de l'arbre 30 et de la bague d'entraínement 140, le rotor 1 ne peut jamais rester en équilibre sur l'arbre 30 au moment où l'extrémité biseautée de ce dernier parvient au niveau de la bague 140.
En effet, lorsque le rotor 1 est descendu pour montage le long de l'arbre 30, les extrémités doublement biseautées 32a, 32b des nervures 32 coopérant avec l'extrémité doublement biseautée 30b, 30c de l'arbre 30, vont provoquer une rotation du rotor 1 autour de son axe 5 jusqu'à ce que les nervures 32 soient en alignement avec les rainures 31 de l'arbre 30 et commencent à s'engager dans lesdites rainures 31. Puis le rotor 1 continue de descendre jusqu'à atteindre sa position de montage pour laquelle le pêne 10 est engagé dans la gorge 11 de l'arbre 30.
Lorsque le rotor 1 est présenté pour montage sur l'arbre 30, il n'est pratiquement jamais positionné de telle sorte que les arêtes inférieures 32a des nervures 32 soient en alignement avec l'arête supérieure 30b de l'arbre 30. Mais, même lorsque cela serait le cas, cette position n'est pas une position stable et le glissement des surfaces inclinées 32b sur les surfaces inclinées 30c fera que le rotor 1 pivotera autour de son axe 5 tout en descendant le long de l'arbre 30, jusqu'à atteindre la position pour laquelle les nervures 32 sont en alignement avec les rainures 31 et commencent à s'engager dans lesdites rainures.
La bague d'entraínement 140 est avantageusement réalisée en une matière plus fragile que la matière constitutive de l'arbre 30, par exemple en matière plastique, de telle sorte que, en cas d'arrêt brutal de la rotation du rotor 1 ou en cas d'autres incidents mécaniques, les deux nervures formant clavettes 32 se cisaillent sans détériorer l'arbre moteur 30.

Claims (12)

  1. Centrifugeuse du type comportant un arbre d'entraínement (3 ; 30), un rotor (1) pouvant être monté de façon amovible sur l'arbre d'entraínement dans une position de montage pour laquelle il est accouplé en rotation avec ledit arbre, et un dispositif (6) pour assurer un blocage axial du rotor (1) par rapport à l'arbre d'entraínement (3 ; 30), ce dispositif comportant un élément mâle (10) monté sur le rotor, sollicité élastiquement et susceptible de coopérer avec un élément femelle, présenté par l'arbre d'entraínement et des moyens de déverrouillage (12, 12a ; 19) actionnables depuis l'extérieur du rotor permettant de mettre ledit élément mâle (10) en position dégagée de l'élément femelle (11), caractérisée en ce que l'extrémité libre de l'arbre d'entraínement présente des moyens de guidage (30b, 30c) coopérant avec des moyens complémentaires (32a, 32b) solidaires du rotor pour amener le rotor (1) lors de l'engagement de l'arbre (30) dans le rotor (1) à pivoter autour de son axe (5) depuis n'importe quelle position angulaire de départ et à descendre le long de l'arbre jusque dans une position dans laquelle ledit rotor est solidarisé en rotation avec l'arbre (30) et ledit élément mâle (10) est repoussé élastiquement dans l'élément femelle pour assurer un blocage axial du rotor.
  2. Centrifugeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits éléments mâle et femelle (10, 11) présentent un profil sensiblement rectangulaire.
  3. Centrifugeuse selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que lesdits moyens de déverrouillage comprennent une partie formant organe de manoeuvre (12, 12a) actionnable depuis l'extérieur du rotor (1), d'une pièce de verrouillage (7) montée solidaire du rotor, mobile entre une position verrouillée et une position déverrouillée, sollicitée élastiquement (8) vers sa position verrouillée, et formant également un pêne (10) pour coopérer avec un évidement de retenue (11) de l'arbre d'entraínement (3 ; 30).
  4. Centrifugeuse selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite pièce de verrouillage (7) est conçue et agencée dans le rotor (1) de telle sorte que, en position verrouillée, son centre de masse soit décalé par rapport à l'axe (5) du rotor (1) dans le sens de sa sollicitation élastique.
  5. Centrifugeuse selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que la pièce de verrouillage (7) est concue de manière à comporter, d'une part, une partie de base (7a) qui est guidée dans une glissière (13) ménagée dans un corps de verrou (14, 17a ; 140, 17a) et qui forme le pêne (10) et, d'autre part, une partie de prolongement formant l'organe de manoeuvre (12), et en ce que ledit corps de verrou (14, 17a ; 140, 17a) est logé et bloqué axialement (18) dans un évidement axial (4a) du rotor (1).
  6. Centrifugeuse selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit corps de verrou comprend une pièce de forme annulaire (14 ; 140) dont l'ouverture centrale (15 ; 150) est, en position de montage du rotor (1), traversée par l'arbre d'entraínement (3 ; 30), et en ce que ladite pièce annulaire constitue un organe d'accouplement en rotation entre le rotor (1) et l'arbre d'entraínement (3 ; 30) et présente, sur l'une de ses faces, une rainure transversale à l'axe du rotor (13), formant ladite glissière recevant à coulissement ladite partie de base (7a) de la pièce de verrouillage (7).
  7. Centrifugeuse selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que la pièce de verrouillage (7) présente une ouverture (7b) dont une partie du bord forme ledit pêne (10), cette ouverture étant, en position de montage du rotor, traversée par l'arbre d'entraínement (3).
  8. Centrifugeuse selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que le rotor (1) comporte une poignée (17b) permettant sa préhension, et en ce que ladite pièce de verrouillage (7) est agencée par rapport à ladite poignée de façon que, en position verrouillée, ledit organe de manoeuvre (12) soit positionné à proximité de ladite poignée (17b) et que soit ménagé entre ces deux éléments (12, 17b) an espace de débattement suffisant pour permettre à un opérateur saisissant d'une main ladite poignée (17b), d'exercer au moyen de la même main une action sur ledit organe de manoeuvre (12) permettant de déplacer la pièce de verrouillage jusque dans sa position déverrouillée (figure 7).
  9. Centrifugeuse selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que le rotor (1) comporte une paroi de guidage (170) pour une clef de déverrouillage (19), et en ce que ladite pièce de verrouillage (7) est agencée par rapport à ladite paroi (170) de façon que, en position verrouillée de la pièce de verrouillage (7), ledit organe de manoeuvre (12) soit positionné à proximité de ladite paroi de guidage (170) et que soit ménagé entre ces deux éléments (12, 170) un espace de débattement suffisant pour permettre à ladite clef (19) engagée dans ladite paroi de guidage (170) d'exercer une action sur ledit organe de manoeuvre (12) permettant de déplacer la pièce de verrouillage (7) jusque dans sa position déverrouillée.
  10. Centrifugeuse selon l'une des revendications 8 et 9 et la revendication 6, prises en combinaison, caractérisée en ce que ledit corps de verrou comprend en outre une partie (17a) d'une pièce auxiliaire (17), cette partie étant appliquée sur ladite face munie de la rainure (13) de la pièce d'accouplement (14) pour constituer un organe de maintien de ladite pièce de verrouillage (7) dans ladite rainure (13) et compléter ainsi la constitution de la glissière, et en ce que ladite poignée (17b) ou ladite paroi de guidage (170) est formée par une extrémité de ladite pièce auxiliaire (17).
  11. Centrifugeuse selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que ledit élément mâle (10) provoque, lors du blocage, un signal sonore.
  12. Centrifugeuse selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'au moins une nervure formant clavette (32) est prévue sur la paroi de l'ouverture centrale (150) de ladite pièce annulaire (140) pour, en position de montage du rotor (1), coopérer avec une rainure longitudinale (31) de l'arbre d'entraínement (30) et en ce que l'extrémité inférieure de ladite nervure (32) et l'extrémité supérieure de l'arbre (30) sont effilées et forment une arête extrême (30b, 32a, respectivement) et deux surfaces inclinées (30c, 32b, respectivement), ces extrémités effilées étant destinées à coopérer l'une avec l'autre pour amener le rotor (1) lors de l'engagement de l'arbre (30) dans ledit deuxième évidement axial (4b) à pivoter autour de son axe (5) depuis n'importe quelle position angulaire de départ jusque dans une position pour laquelle le rotor est solidarisé en rotation avec l'arbre (30).
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